Hipocampo: funções, anatomia e patologias (com imagens)

O hipocampo é uma estrutura cerebral que faz parte do sistema límbico e cujas principais funções são a formação de novas memórias – memória – e orientação espacial. Ele está localizado no lobo temporal (uma das estruturas superiores do cérebro), mas também faz parte do sistema límbico e está envolvido nas funções das estruturas inferiores.

Atualmente está bem documentado que as principais funções desempenhadas pelo hipocampo estão relacionadas a processos cognitivos; De fato, é reconhecido mundialmente como a principal estrutura da memória. No entanto, foi demonstrado como essa região realiza duas atividades além dos processos de memorização: inibição de comportamento e orientação espacial.

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Ilustração de hipocampo

O hipocampo, do hipocampo latino, foi descoberto no século XVI pelo anatomista Giulio Cesare Aranzio.Ele deve seu nome à aparência de sua estrutura, que se assemelha à forma do cavalo-marinho, hipocampo.

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Comparação entre hipocampo dissecado e cavalo-marinho

Inicialmente, houve alguma controvérsia sobre a anatomia dessa região do cérebro e recebeu nomes diferentes, como “bicho da seda” ou “chifre de carneiro”.Da mesma forma, foi proposta a existência de duas regiões diferentes do hipocampo: «hipocampo maior» e «hipocampo menor».

Atualmente, essa subdivisão do hipocampo foi descartada e está catalogada como uma estrutura única.Por outro lado, em sua descoberta, o hipocampo estava relacionado ao olfato, e argumentou-se que essa estrutura cerebral era responsável pelo processamento e registro de estímulos olfativos.

Não foi até 1900, quando, nas mãos de Vladimir Béjterev, o verdadeiro funcionamento da estrutura foi demonstrado e as funções de memória desempenhadas pelo hipocampo começaram a ser investigadas.

Anatomia e localização do hipocampo

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O hipocampo constitui uma região do cérebro localizada no final do córtex.Especificamente, é uma área em que o córtex se estreita em uma única camada de neurônios densamente compactados.

Assim, o hipocampo é uma pequena região localizada na borda inferior do córtex cerebral, que inclui porções ventral e dorsal.

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Ilustração de um hipocampo

Devido à sua localização, faz parte do sistema límbico, isto é, do grupo de regiões situadas na região que limita o córtex cerebral e troca informações com diferentes regiões cerebrais.

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Por um lado, a principal fonte de aferentes do hipocampo é o córtex entorrinal e está fortemente conectado a um grande número de regiões do córtex cerebral.Especificamente, parece que o hipocampo está intimamente relacionado ao córtex pré-frontal e à área do septo lateral.

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A conexão do hipocampo com essas áreas do córtex explica grande parte dos processos cognitivos e funções de memória que a estrutura desempenha.

Por outro lado, o hipocampo também está conectado às regiões inferiores do cérebro. Foi demonstrado que essa região recebe entradas moduladoras dos sistemas serotoninérgico, dopaminérgico e noradrenalina, e está fortemente conectada ao tálamo.

Fisiologia

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Hipocampo

O hipocampo funciona através de dois modos de atividade, cada um com um padrão de funcionamento diferente e com a participação de um grupo específico de neurônios.Esses dois modos de atividade são ondas teta e grandes padrões de atividade irregular (LIA).

As ondas teta aparecem durante os estados de alerta e atividade, bem como durante a fase REM do sono.Durante esse período, ou seja, quando estamos acordados ou na fase de sono REM, o hipocampo trabalha por ondas longas e irregulares produzidas por neurônios piramidais e células granulares.

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Por outro lado, atividades irregulares aparecem durante o sono (exceto na fase REM) e em momentos de imobilidade (quando comemos e descansamos).

Da mesma forma, parece que as ondas lentas angulares são as que têm maior relação com os processos de memória.

Assim, momentos de descanso seriam essenciais para o hipocampo armazenar e reter informações em suas estruturas cerebrais.

Funções do hipocampo

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Hipocampo (vermelho)

A hipótese inicial de que o hipocampo desempenha funções relacionadas ao sentido do olfato foi deixada de fora.De fato, a falsidade dessa possível função do hipocampo foi demonstrada e foi demonstrado que, embora essa região receba interferência direta do bulbo olfativo, ela não participa do funcionamento sensorial.

Ao longo dos anos, o funcionamento do hipocampo esteve relacionado ao desempenho das funções cognitivas.Atualmente, a funcionalidade desta região concentra-se em três aspectos principais: inibição, memória e espaço.

O primeiro deles surgiu na década de 1960 através da teoria da inibição do comportamento de O’keefe e Nadel.Nesse sentido, a hiperatividade e a dificuldade de inibição observadas em animais com lesões no hipocampo desenvolveram essa linha teórica e relacionaram o funcionamento do hipocampo com a inibição comportamental.

No que se refere à memória, começou a ser relacionado ao famoso artigo de Scoville e Brenda Milner, que descrevia como a destruição cirúrgica do hipocampo em um paciente com epilepsia causou amnésia anterógrada e uma amnésia retrógrada muito grave.

A terceira e última função do hipocampo foi iniciada pelas teorias dos “mapas cognitivos” de Tolman e pela descoberta de O’Keefe de que neurônios no hipocampo de ratos pareciam mostrar uma atividade relacionada à localização e situação espacial.

Hipocampo e inibição

A descoberta do papel do hipocampo na inibição comportamental é bastante recente. De fato, essa função ainda está sob investigação.

Estudos recentes concentraram-se em examinar uma região específica do hipocampo chamada hipocampo ventral.Na investigação dessa pequena região, foi postulado que o hipocampo poderia desempenhar um papel importante tanto na inibição comportamental quanto no desenvolvimento da ansiedade.

O estudo mais importante sobre essas funções foi realizado há alguns anos por Joshua A. Gordon.O autor registrou a atividade elétrica do hipocampo ventral e do córtex pré – frontal medial em camundongos, explorando diferentes ambientes, alguns dos quais suscitaram respostas de ansiedade aos animais.

O estudo se concentrou em buscar a sincronização da atividade cerebral entre regiões cerebrais, uma vez que esse fator constitui um único fator de transferência de informações.À medida que o hipocampo e o córtex pré-frontal são conectados, a sincronização se tornou aparente em todos os ambientes onde os ratos foram expostos.

No entanto, em situações que causavam ansiedade aos animais, observou-se um aumento na sincronização entre as duas partes do cérebro.

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Da mesma forma, também foi demonstrado como o córtex pré-frontal experimentou um aumento na atividade do ritmo teta quando os ratos estavam em ambientes que produziam respostas de medo ou ansiedade.

Esse aumento na atividade teta estava relacionado a uma diminuição acentuada no comportamento de varredura de camundongos, portanto, concluiu-se que o hipocampo é a região responsável por transmitir as informações necessárias para inibir certos comportamentos.

Hipocampo e memória

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Ao contrário do papel que o hipocampo desempenha na inibição, hoje existe um alto consenso científico em afirmar que essa região constitui uma estrutura vital para o funcionamento e o desenvolvimento da memória.

Defende-se, principalmente, que o hipocampo é a estrutura cerebral que permite a formação de novas memórias dos eventos vivenciados, tanto episódicos quanto autobiográficos.Dessa forma, conclui-se que o hipocampo é a área do cérebro que permite o aprendizado e a retenção de informações.

Essas hipóteses foram amplamente demonstradas tanto por múltiplas pesquisas neurocientíficas quanto, principalmente, pelos sintomas que produzem lesões no hipocampo.

Foi demonstrado que lesões graves nessa região causam dificuldades profundas na formação de novas memórias e freqüentemente também afetam as memórias formadas antes da lesão.

No entanto, o principal papel do hipocampo na memória reside mais na aprendizagem do que na recuperação de informações armazenadas anteriormente.De fato, quando as pessoas formam uma memória, ela é armazenada primeiro no hipocampo, mas com o passar do tempo a informação acessa outras regiões do córtex temporal.

Da mesma forma, o hipocampo não parece ser uma estrutura importante no aprendizado de habilidades motoras ou cognitivas (como tocar um instrumento ou resolver quebra-cabeças lógicos).

Esse fato mostra a presença de diferentes tipos de memória, que são governados por diferentes regiões do cérebro, de modo que o hipocampo não cobre todos os processos de memória completamente, mas uma boa parte deles.

Hipocampo e orientação espacial

Algumas pesquisas em cérebros de ratos mostraram que o hipocampo contém uma série de neurônios que “colocam campos”.Isso significa que um grupo de neurônios do hipocampo aciona potenciais de ação (transmite informações) quando o animal passa por um local específico em seu ambiente.

Da mesma forma, Edmund Rolls descreveu como certos neurônios do hipocampo são ativados quando o animal focaliza seu olhar em certos aspectos de seu ambiente.

Assim, estudos com roedores mostraram que o hipocampo pode ser uma região vital no desenvolvimento da capacidade de orientação e memória espacial.

Nos seres humanos, os dados são muito mais limitados devido às dificuldades colocadas por esse tipo de pesquisa.No entanto, “neurônios do local” também foram encontrados em indivíduos com epilepsia que realizaram um procedimento invasivo para localizar a fonte de seus ataques.

No estudo, os eletrodos foram colocados no hipocampo de indivíduos e posteriormente solicitados a usar um computador para se mover em um ambiente virtual que representava uma cidade.

Doenças relacionadas

As lesões no hipocampo produzem uma série de sintomas, a maioria relacionada à perda de memória e, sobretudo, à diminuição da capacidade de aprendizado.

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No entanto, problemas de memória causados ​​por lesões graves não são as únicas doenças relacionadas ao hipocampo.De fato, quatro doenças principais parecem ter algum tipo de ligação com o funcionamento dessa região cerebral. Estes são:

Degeneração cerebral

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Cérebro de um paciente com Alzheimer.

O envelhecimento normal e patológico do cérebro parece estar intimamente relacionado ao hipocampo.

Problemas de memória relacionados à idade ou à diminuição das habilidades cognitivas experimentadas durante a velhice estão relacionados a uma diminuição da população neuronal do hipocampo.

Essa relação se torna muito mais visível em doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer, nas quais é observada uma morte maciça de neurônios nessa região do cérebro.

Estresse

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O hipocampo contém altos níveis de receptores mineralocorticóides, portanto essa região é muito vulnerável ao estresse.

O estresse pode afetar o hipocampo, reduzindo a excitabilidade, inibindo a gênese e produzindo atrofias de alguns de seus neurônios.

Esses fatores explicam os problemas cognitivos ou falhas de memória que podemos experimentar quando estamos estressados ​​e se tornam especialmente visíveis entre as pessoas que sofrem de um distúrbio de estresse pós-traumático.

Epilepsia

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O hipocampo é frequentemente o foco das crises epilépticas. A esclerose hipocampal é o tipo de dano tecidual mais comumente visível na epilepsia do lobo temporal.

No entanto, não está claro se a epilepsia ocorre devido a anormalidades no funcionamento do hipocampo ou se as crises epilépticas produzem anormalidades no hipocampo.

Esquizofrenia

A esquizofrenia é uma doença do neurodesenvolvimento que envolve a presença de inúmeras anormalidades na estrutura cerebral.

A região mais associada à doença é o córtex cerebral, no entanto, o hipocampo também pode ser importante, pois foi demonstrado quantos indivíduos com esquizofrenia apresentam uma diminuição notável no tamanho dessa região.

Referências

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